Измерительная головка для системы гидродинамического нивелирования Советский патент 1978 года по МПК G01C9/22 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ СИСТЕМЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ

1

Изобретение относится к области геодезических измерений, в частности, к устройствам для определения превышений с помощью сообщающихся сосудов, наполненных жидкостью.

Известны гидростатические и гидродинамические системы нивелирования, содержащие измерительные головки, соединенные между собой шлангом, заполненные частично жидкостью и снабженные отсчетньши приспособлениями для определения уровня жидкости в них I.

Известны способы гидродинамического нивелирования и устройство, реализующее эти способы. Устройство содержит сообщающиеся сосуды, выполненные в виде металлических стаканов с расположенными в верхней их части осевыми контактными электродами, которые соединены с измерительным блоком, находящимся на пульте управления, а общий измерительный сосуд с приводом; вертикального его перемещения установлен на репере 2J.

Это устройство является ближайщим по технической сущности к предлагаемому.

В ripouecce непрерывного подъема жидкости во всех сосудах системы измерение (отсчет) уровня в том или ином сосуде производят .по общему измерительному сосуду с момента начала движения жидкости в системе до момента контакта ее с неподвижным осевым верхним контактным электродом того или иного сосуда. Этот контактный электрод выполнен в виде игольчатого стержня, закрепленного в верхней части сосуда и установленного по оси симметрии.

Длина контактного электрода должна быть не менее высоты задаваемого диапазона превышений. При большом диапазоне измеряемых уровней (порядка ±100 мм и более), в случае значительного превышения между двумя или несколькими сосудами, высота подъема уровня жидкости в отдельных случаях может доходить в системе до верхней части сосуда. При этом будет иметь место вытеснение объема жидкости погружаемой частью осевого контактного электрода. Вытесненный осевым контактным электродом объем жидкости будет перераспределяться между всеми сосудами, что, естественно, ведет при измерениях к дополнительным ошибкам. Для того, чтобы свести к минимуму ошибки измерения, диаметр контактного электрода стремятся сделать по возможности минимальным. В то же время, при наличии на контролируемом объекте различного рода непрерывных вибраций, например, в условиях гидроэлектростанции, а также импульсных нагрузок в условиях работы железнодорожных мостов, контрольноизмерительных комплексов и т. п., имеют место колебания длинного контактного электрода, что приводит к дополнительным ошибкам из-за непрерывного изменения нуля устройства. Кроме того, знакопеременные импульсные нагрузки в отдельных случаях ломают тонкие осевые электроды, что снижает надежность и точность гидродинамического нивелира.

Цель изобретения - повышение надежности нивелирования в условиях вибраций.

Цель достигается тем, что в измерительной головке для системы гидродинамического нивелирования, содержаш;ей заполненный токопрсводящей жидкостью металлический стакан, служаш;ий электродом, и контактный электрод, расположенный в верхней части стакана и соединенный с измерительным блоком системы, контактный электрод выполнен в виде полого металлического тела, размеры и форма внутренней поверхности которого соответствуют размеру и форме металлического стакана, и изолированного от последнего диэлектрической прокладкой.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для гидродинамического нивелирования.

Устройство содержит металлический стакан I, с цилиндрическим удлинителем 2, диэлектрическим изолятором 3, цилиндрическим верхним электродом 4, металлической крышкой 5, штуцером 6 воздуховода, шлангами 7 воздуховода, переходной втулкой 8 воздуховода, контактной контргайкой 9, измерительным устройством 10, штуцерами 11 жидкости, шлангами 12 жидкости, крепежными болтами 13.

Предлагаемые измерительные головки, являюшиеся датчиками гидродинамического нивелира, жестко закрепляют при помощи болтов 13 на контролируемых точках объекта и соединяют между собой при помоши штуцеров 6 воздушными шлангами 7, а при помоши штуцеров II жидкостными шлангами 12.

Затем каждый верхний цилиндрический электрод 4, изолированный от металлической нижней части стакана 1 и его удлинителя 2 диэлектрическим изолятором, соединяют изолированным электропроводом с общим измерительным устройством 10. При этом для электроконтакта цилиндрического электрода 4 используют токопроводность металлической крышки 5, переходной втулки воздуховода 8 и контактной контргайки 9.

Общим электродом для всех сообщающихся сосудов (измерительных головок) является нижняя часть стакана I, соединенная также с измерителем 10.

При измерениях начинают вливать через шланги 12 токопроБодящую жидкость, которая, поднимаясь одновременно по всем сосудам с фиксируемой равномерной (постоянной) скоростью, заполняет полые цилиндрические части сосудов. При этом, как только уровень жидкости, поднимаемый в сосудах, коснется где-либо токопроводящего цилиндрического электрода 4, производят автоматическое отключение измерения в данном сосуде. Цикл измерений сводится к фиксации положения всех верхних контактных электродов относительно установленного заданного уровня поверхности токопроводяшей жидкости во всех сосудах. Изменение высоты жидкости осуществляют при помоши общего, во много раз большего в диаметре измерительного сосуда, в котором могут быть применены различные автоматические регистраторы (измерительные устройства 10), фиксирующие положение уровня верхнего электрода 4 в момент контакта токопроводящей жидкости с электродом 4.

В момент вибраций, в зависимости от тона вибраций, .колебания жидкости вносят дополнительные погрешности в измерения, которые значительно снижены, благодаря применению цилиндрического электрода.

Такое выполнение измерительной головки позволило повысить надежность устройства при вибродинамических воздействиях.

Фор, мула изобретения

Измерительная головка для системы гидродинамического нивелирования, содержащая заполненный токопроводящей жидкостью металлический стакан, служащий электродом, и контактный электрод, расположенный в верхней части стакана и соединенный с измерительным блоком системы, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности нивелирования в условиях вибраций, контактный электрод выполнен в виде полого металлического тела, размеры и форма внутренней поверхности которого соответствуют размеру и форме металлического стакана, и изолированного от последнего диэлектрической прокладкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

fo